DE10338608B3

DE10338608B3 - Elektrohandwerkzeuggerät

Info

Publication number: DE10338608B3
Application number: DE2003138608
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. Stark (FH); Michael Dipl.-Ing. Kukla (BA)
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-08-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeuggerät (2), insbesondere Bohrmaschine, Schlagbohrmaschine, Bohrhammer oder Schrauber, mit einem Maschinengehäuse, einem Antriebsmotor (4), einer durch den Antriebsmotor antreibbaren Spindel (16), wobei zwischen Antriebsmotor und Spindel eine Sperr-/Freigabeeinrichtung (24) mit einem motorseitigen Antriebsteil (12), einem spindelseitigen Abtriebsteil (14), welch letzteres drehfest mit der Spindel (16) verbunden ist, und wenigstens einem Klemmkörper (20) vorgesehen ist, und mit einem mit der Spindel (16) verbindbaren Futter zum Einspannen eines Werkzeugs, wobei die Spindel (16) bei Einleitung eines vom Futter in Richtung auf den Antriebsmotor (4) wirkenden Drehmoments gegenüber dem Maschinengehäuse festsetzbar ist und bei Einleitung eines vom Antriebsmotor (4) in Richtung auf die Spindel (16) wirkenden Drehmoments gegenüber dem Maschinengehäuse frei drehbar ist, wobei der wenigstens eine Klemmkörper (20) in einem Raum aufgenommen ist, der radial innen vom Abtriebsteil (20), radial außen von einem gehäusefesten eine im Wesentlichen zylindrische Öffnung bildenden Bauteil (22) und in Umfangsrichtung beidseitig von axial in die Öffnung ragenden Fortsätzen (28) des Antriebsteils (12) begrenzt ist; um das Werkzeuggerät stabiler auszubilden, ohne dass es massiver baut, wird vorgeschlagen, dass je zwei Fortsätze (28) des Antriebsteils in Umfangsrichtung und innerhalb der Öffnung über einen Wandabschnitt (30) miteinander verbunden sind, ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeuggerät, insbesondere eine Bohrmaschine, eine Schlagbohrmaschine, einen Bohrhammer oder einen Schrauber, mit einem Maschinengehäuse, einem Antriebsmotor, einer durch den Antriebsmotor antreibbaren Spindel, wobei zwischen Antriebsmotor und Spindel eine Sperr-/Freigabeeinrichtung mit einem motorseitigen Antriebsteil, einem spindelseitigen Abtriebsteil, welchletzteres drehfest mit der Spindel verbunden ist, und wenigstens einem Klemmkörper vorgesehen ist, und mit einem mit der Spindel verbindbaren Futter zum Einspannen eines Werkzeugs, wobei die Spindel bei Einleitung eines vom Futter in Richtung auf den Antriebsmotor wirkenden Drehmoments gegenüber dem Maschinengehäuse festsetzbar ist und bei Einleitung eines vom Antriebsmotor in Richtung auf die Spindel wirkenden Drehmoments gegenüber dem Maschinengehäuse frei drehbar ist, wobei der wenigstens eine Klemmkörper in einem Raum aufgenommen ist, der radial innen vom Abtriebsteil, radial außen von einem gehäusefesten eine im wesentlichen zylindrische Öffnung bildenden Bauteil und in Umfangsrichtung beidseitig von axial in die Öffnung ragenden Fortsätzen des Antriebsteils begrenzt ist.

Ein derartiges Elektrohandwerkzeuggerät ist beispielsweise bekannt aus US 5016501 Sinn und Zweck der Sperr-/Freigabeeinrichtung nach US 5016501 ist es, einen motorbetriebenen Schrauber durch Festsetzen der Spindel als handbetätigten Schraubenzieher zu verwenden. Ein ganz wesentlicher Gesichtspunkt bei gattungsgemäßen Elektrohandwerkzeuggeräten ist jedoch die Möglichkeit, den Bohrer aus dem Bohrfutter entfernen zu können oder das Futter von der Spindel lösen zu können, ohne dass weitere Werkzeuge verwendet werden müssen und auch ohne dass der Benutzer mit der anderen Hand über einen Haltering oder dergleichen bei der Spindel gegenhalten muss.

Bei der Sperr-/Freigabeeinrichtung nach US 5016501 greifen axial erstreckte Fortsätze des Antriebsteils in die Bewegungsebene des Abtriebteils ein und übertragen so ein Drehmoment auf das Abtriebsteil und während sie gleichzeitig den Klemmkörper in eine Freigabestellung drücken.

Ein ähnlicher Aufbau ist aus US 3243023 bekannt, die eine Wellensperreinrichtung zeigt und beschreibt. Auch hier greifen axial erstreckte Fortsätze des Antriebsteils mit ihren radial inneren Enden in Mitnahmeöffnungen am Abtriebsteil. Die zur Kraftübertragung verwandten Flächen sind klein und noch dazu radial innen im Bereich von Kanten, die naturgemäß rasch verschleißen. Entsprechendes zeigt DE 44 47 480 A1 .

Bei einem weiteren Elektrohandwerkzeuggerät gemäß WO 99/10132 A1 erstreckt sich ein Nocken vom Antriebsteil nach radial innen in eine Ausnehmung des Abtriebsteils hinein. Die Kraftübertragung liegt wiederum verhältnismäßig weit radial innen. Um gleiche Antriebsmomente übertragen zu können, ist der Kraftaufwand und die einzuleitenden Kräfte demzufolge größer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrohandwerkzeuggerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auch die Übertragung größerer Drehmomente verschleißarm möglich ist. Es soll dabei aber ein kostengünstiger, kompakter Aufbau der Sperr-/Freigabeeinrichtung und deren Antriebsteil und Abtriebsteil beibehalten werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Elektrohandwerkzeuggerät der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass je zwei Fortsätze des Antriebsteils in Umfangsrichtung und innerhalb der Öffnung über einen Wandabschnitt miteinander verbunden sind, dass die Fortsätze und dieser Wandabschnitt eine nach radial innen öffnende Ausnehmung begrenzen und dass das Abtriebsteil mit einem nach radial außen erstreckten Nocken, der in Umfangsrichtung schmäler ist als die Ausnehmung, in diese Ausnehmung eingreift, wobei die Drehmomentkopplung zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil über die Fortsätze und diesen Nocken erfolgt.

Dadurch, dass ein nach radial nach außen erstreckter Nocken des Abtriebsteils in die genannte nach radial innen öffnende Ausnehmung des Antriebsteils einragt, wird die zur Drehmomentübertragung erforderliche Kraft verhältnismäßig weit radial außen und damit drehmomentgünstig vom Antriebsteil auf das Abtriebsteil übertragen. Die hierfür erforderlichen Kräfte sind daher gegenüber Konstruktionen, bei denen die Kraftübertragung weiter radial innen stattfindet, geringer, die Sperr-/Freigabeeinrichtung kann daher weniger aufwendig dimensioniert und damit kompaktbauender ausgebildet werden.

Nach der vorliegenden Erfindung sind jeweils zwei Fortsätze des Antriebsteils in Umfangsrichtung über einen Wandabschnitt miteinander verbunden. Auch wenn dieser Wandabschnitt in radialer Richtung verhältnismäßig schmal baut, so kann hierdurch eine im Betrieb ganz wesentliche Verstärkung dieser Fortsätze erreicht werden. Die von den Fortsätzen des Antriebsteils auf das Abtriebsteil zu übertragende Kraft wird zunächst auf die Fortsätze übertragen, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Fortsätze überlastet werden und brechen.

Dadurch dass je zwei der Fortsätze über den Wandbereich verbunden sind, wird eine ganz wesentliche Steigerung der Belastbarkeit erreicht, ohne dass dies eine massivere oder stabilere Bauweise des Antriebsteils erfordern würde.

In weiterer Ausbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Wandstärke der genannten Wandabschnitte in radialer Richtung etwa 30 – 60 % der Wandstärke der Fortsätze beträgt, insbesondere ungefähr halb so groß ist wie diese. Die Fortsätze haben eine bevorzugte Wandstärke von 3 – 6 mm. Wie bereits erwähnt, verbinden sie je zwei Fortsätze miteinander und begrenzen zusammen mit den Fortsätzen eine nach radial innen öffnende Ausnehmung, in die ein Nocken des Abtriebsteils zur Drehmomentübertragung einragt.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Fortsätze und der sie verbindende Wandabschnitt vorzugsweise einstückig ausgebildet. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um ein Metallsinterteil. Auch eine Ausbildung des gesamten Antriebsteils als einstückig hergestelltes Metallsinterteil hat sich bewährt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung erweist es sich vorteilhaft, wenn die Fortsätze auf ihrer in Umfangsrichtung von der Ausnehmung abgewandten Seite eine Anschlagfläche aufweisen, mit der bei Drehmomentübertragung vom Antriebmotor in Richtung auf die Spindel der wenigstens eine Klemmkörper in Freigabestellung drückbar ist. Auf diese Weise dient derselbe Fortsatz einerseits zur Drehmomentübertragung auf das Abtriebsteil und andererseits drückt er den Klemmkörper in Freigabestellung. Auf diese Weise sind auch die Klemmkörper soweit wie möglich radial außen angeordnet. Dies bedeutet, dass auch bei Sperrwirkung die Materialbeanspruchung minimiert wird. Es erweist sich des Weiteren als vorteilhaft, wenn am Abtriebsteil drei Nocken vorgesehen sind, die sich radial in etwa 120° zueinander weisenden Richtungen erstrecken. Die Erstreckung der Nocken in Umfangsrichtung beträgt etwa 5 – 20°.

Eine optimale Führung der Teile der Sperr-/Freigabeeinrichtung wird auch dadurch unterstützt, wenn das eingangs erwähnte gehäusefeste Bauteil eine zylindrische Öffnung aufweist und auch die darin geführten Teile, nämlich das Antriebsteil, beziehungsweise dessen in die Öffnung axial erstreckten Abschnitte, nämlich die Fortsätze, eine vorzugsweise komplementär hierzu ausgebildete äußere Umfangsfläche aufweisen.

Des Weiteren erweist sich als vorteilhaft, wenn das Abtriebsteil in Umfangsrichtung unmittelbar an die Nocken anschließend eine kreisrunde Außenkontur aufweist.

Dementsprechend erweist sich als vorteilhaft, wenn die Fortsätze in Umfangsrichtung unmittelbar an die Ausnehmung anschließend eine kreisrunde Innenkontur aufweisen.

Solchenfalls ist eine einfach herstellbare Gleitführung zwischen Antriebsteil und gehäusefestem Bauteil einerseits und zwischen Abtriebsteil und Antriebsteil über die erwähnte Ausbildung der Konturen erreicht.

Des Weiteren erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Abtriebsteil in Umfangsrichtung zwischen den kreisrunden Abschnitten der Außenkontur eine im wesentlichen ebene Abflachung aufweist, die eine Klemmfläche für den Klemmkörper bildet.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeuggeräts.

In der Zeichnung zeigt:

1 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Elektrohandwerkzeuggerät;

2 eine Schnittansicht gesehen in Richtung der Pfeile B-B in 1;

3 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Komponenten der Sperr-/Freigabeeinrichtung des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeuggeräts.

1 zeigt ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnetes Elektrohandwerkzeuggerät in Form einer Bohrmaschine. Die Bohrmaschine umfasst einen schematisch angedeuteten Elektromotor 4, von dem sich eine Hauptantriebswelle 6 in axialer Richtung weg erstreckt. Weiter angedeutet ist ein Schaltgetriebe 8, dessen Ausgang ein Ritzel 10 bildet. Das Ritzel 10 kämmt mit einem Antriebsteil 12 mit einer Außenverzahnung. Das noch näher zu beschreibende Antriebsteil 12 ist zur Drehmomentübertragung koppelbar mit einem Abtriebsteil 14 (ersichtlich aus 2). Das Abtriebteil 14 ist drehfest verbunden mit einer Spindel 16, an deren freiem Ende ein nicht dargestelltes Futter zum Einspannen eines Werkzeugs anordenbar ist.
Das genannte Antriebsteil 12, das Abtriebsteil 14 und drei Klemmkörper 20 bilden zusammen mit einem gehäusefesten Bauteil 22 eine Sperr-/Freigabeeinrichtung 24. Das gehäusefeste Bauteil 22 umfasst eine zylindrische Innenöffnung 26, in der das Abtriebsteil 14 konzentrisch angeordnet ist und in die sich das Antriebsteil 12 in axialer Richtung mit sechs Fortsätzen 28 hinein erstreckt.
Wie den 2 und 3 ersehen werden kann, sind jeweils zwei Fortsätze 28 über einen zwischen ihnen angeordneten und in Umfangsrichtung Wandabschnitt 30 miteinander sich erstreckenden verbunden. Dieser Wandabschnitt 30 und die beiden Fortsätze 28 die er verbindet, sowie der aus 1 ersichtliche Teil des Antriebsteils 12 sind als einstückig hergestelltes Metallsinterteil gebildet. Dadurch, dass jeweils zwei Fortsätze 28 durch den verhältnismäßig dünn bauenden Wandbereich 30 miteinander verbunden sind, erhalten die Fortsätze 28 eine sehr große Belastbarkeit. Sie sind beim Auftreten betriebsüblicher Kräfte prinzipiell unzerstörbar, insbesondere unbrechbar, und an den aus 1 ersichtlichen, massiv bauenden, scheibenförmigen Teil des Antriebsteils 12 angebunden.
Dieser Wandanschnitt 30, der in radialer Richtung mit einer geringeren Wandstärke ausgebildet ist als die Fortsätze 28, begrenzt zusammen mit diesen eine nach radial innen öffnende Ausnehmung 32, in die ein sich nach radial außen erstreckender Nocken 34 des Abtriebteils 14 einragt. Die Erstreckung der Ausnehmung 32 in Umfangsrichtung ist größer als diejenige des jeweiligen Nockens 34, so dass der Nocken gegenüber der Ausnehmung 32 und den Fortsätzen 28 beschränkt drehbar ist.
Die jeweiligen Fortsätze 28 weisen auf Ihrer in Umfangsrichtung von der Ausnehmung 32 abgewandten Seite eine Anschlagfläche 36 auf. Diese Anschlagfläche 36 drückt bei Antrieb des Antriebsteils 12 auf den in Drehrichtung folgenden Klemmkörper 20. Hierdurch wird der Klemmkörper 20 stets in einem Bereich zwischen dem Abtriebsteil 14 und dem gehäusefesten Bauteil 22 gehalten, in dem er die Drehung von Antriebsteil 12 und Abtriebsteil 14 gegenüber dem gehäusefesten Bauteil 22 nicht behindert. Aufgrund einer Abflachung 38 der Außenkontur des Abtriebsteils 14 ist der jeweilige Klemmkörper 20, wenn er in Kontakt mit der Anschlagfläche 36 eines Fortsatzes 28 ist, frei, also außer Klemmlage, so dass eine Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor 4 in Richtung auf die Spindel 16 möglich ist. Die Sperr-/Freigabeeinrichtung 24 ist dann im Freigabezustand. In diesem Zustand liegt ein jeweiliger Fortsatz 28 des Antriebsteils 12 mit seiner die Ausnehmung 32 begrenzenden Flanke 39 gegen den dort einragenden Nocken 34 an und überträgt somit vom Fortsatz 28 auf die betreffende Nockenflanke 40 ein Drehmoment auf das Abtriebsteil 14. Bei Umkehr der Drehrichtung sind die Verhältnisse entsprechend. Solchenfalls überträgt der jeweils andere Fortsatz 28 des Antriebsteils 12 die drehmomentübertragende Kraft auf die andere Nockenflanke des jeweiligen Nockens 34, und eine andere Anschlagfläche 36 eines Fortsatzes 28 drückt den folgenden Klemmkörper 20 in Freigabestellung.
Wenn nun ein Benutzer im nicht angetriebenen Zustand des Elektrohandwerkzeuggeräts, insbesondere zum Abschrauben des Futters 18 von der Spindel 16, ein Drehmoment vom Futter in Richtung auf den Antriebsmotor 4 einleitet, so wird das Abtriebsteil 14 in dieser Richtung gegenüber dem gehäusefesten Bauteil 22 verdreht. Gegebenenfalls wird das Antriebsteil 12 über den Nocken 34 geringfügig mitgenommen. Nach Umdrehung des Abtriebsteils 14 in Umfangsrichtung um einige Grad gerät jedoch ein jeweiliger Klemmkörper 20 in den sich keilförmig verjüngenden Spalt zwischen der Abflachung 38 und der zylindrischen Innenwandung der Öffnung 26 und führt zu einer Festsetzung des mit der Spindel 16 drehfest verbundenen Abtriebsteils 14 gegenüber dem gehäusefesten Bauteil 22. Die Sperr-/Freigabeeinrichtung 24 ist nun im sperrenden, festgesetzten Zustand, und das Futter kann beispielsweise von der Spindel 16 abgeschraubt werden.
Es erweist sich des Weiteren als vorteilhaft, dass das gehäusefeste Bauteil 22 in Form einer Platte 41 mit der erwähnten Öffnung 26 ausgebildet werden kann, insbesondere abgeflachte Eckabschnitte 42 aufweisen und in Schiebeaufnahmen 44 von Gehäusehalbschalen 46 des Elektrohandwerkzeuggeräts einsetzbar sein kann. Auf diese Weise ist eine rasche Montage und eine Fixierung der vorausgehend genannten Komponenten gegenüber dem Maschinengehäuse erreichbar.
3 zeigt schließlich eine perspektivische Ansicht der im Zusammenhang mit 1 und 2 beschriebenen Komponenten.

Claims

Elektrohandwerkzeuggerät (2), insbesondere Bohrmaschine, Schlagbohrmaschine, Bohrhammer oder Schrauber, mit einem Maschinengehäuse, einem Antriebsmotor (4), einer durch den Antriebsmotor antreibbaren Spindel (16), wobei zwischen Antriebsmotor (4) und Spindel (16) eine Sperr-/Freigabeeinrichtung (24) mit einem motorseitigen Antriebsteil (12), einem spindelseitigen Abtriebsteil (14), welchletzteres drehfest mit der Spindel (16) verbunden ist, und wenigstens einem Klemmkörper (20) vorgesehen ist, und mit einem mit der Spindel (16) verbindbaren Futter zum Einspannen eines Werkzeugs, wobei die Spindel (16) bei Einleitung eines vom Futter in Richtung auf den Antriebsmotor (4) wirkenden Drehmoments gegenüber dem Maschinengehäuse festsetzbar ist und bei Einleitung eines vom Antriebsmotor (4) in Richtung auf die Spindel (16) wirkenden Drehmoments gegenüber dem Maschinengehäuse frei drehbar ist, wobei der wenigstens eine Klemmkörper (20) in einem Raum aufgenommen ist, der radial innen vom Abtriebsteil (14), radial außen von einem gehäusefesten eine im wesentlichen zylindrische Öffnung bildenden Bauteil (22) und in Umfangsrichtung beidseitig von axial in die Öffnung ragenden Fortsätzen (28) des Antriebsteils (12) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Fortsätze (28) des Antriebsteils in Umfangsrichtung und innerhalb der Öffnung über einen Wandabschnitt (30) miteinander verbunden sind, dass die Fortsätze (28) und dieser Wandabschnitt (30) eine nach radial innen öffnende Ausnehmung (32) begrenzen und dass das Abtriebsteil (14) mit einem nach radial außen erstreckten Nocken (34), der in Umfangsrichtung schmäler ist als die Ausnehmung (32), in diese Ausnehmung (32) eingreift, wobei die Drehmomentkopplung zwischen Antriebsteil (12) und Abtriebsteil (14) über die Fortsätze (28) und diesen Nocken (34) erfolgt.
Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der genannten Wandabschnitte (30) in radialer Richtung etwa 30 – 60 der Wandstärke der Fortsätze (28) beträgt, insbesondere halb so groß ist wie diese.
Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (28) eine Wandstärke von 3 – 6 mm, insbesondere von 4 – 5 mm aufweisen.
Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil (12) ein Metallsinterteil ist.
Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (28) auf ihrer in Umfangsrichtung von der Ausnehmung (32) abgewandten Seite eine Anschlagfläche (36) aufweisen, mit der bei Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor (4) in Richtung auf die Spindel (16) der wenigstens eine Klemmkörper (20) in Freigabestellung drückbar ist.
Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Abtriebsteil (14) drei Nocken (34) vorgesehen sind, die sich radial in etwa 120° zueinander weisenden Richtungen erstrecken.
Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung der Nocken (34) in Umfangsrichtung 5 – 20° beträgt.
Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (14) in Umfangsrichtung, unmittelbar an die Nocken (34) anschließend, eine kreisrunde Außenkontur aufweist.
Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (14) in Umfangsrichtung zwischen den kreisrunden Abschnitten der Außenkontur eine im wesentlichen ebene Abflachung (38) aufweist, die eine Klemmfläche (20) für den Klemmkörper bildet.
Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (28) in Umfangsrichtung, unmittelbar an die Ausnehmung (32) anschließend, eine kreisrunde Innenkontur aufweisen.